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Bestrahlungsverfahren zur Hautpigmentierung
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Die Erfindung betrifft ein E?estrIillnqsvnrrahren zur l-,atpigmcntierung,
das innerhalb kurzer Bestrahlungszeiten sowohl direkte als auch indirekte Pigmentierung
- ohne erythemwirksame Strahlen erzeugt.
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Die Pigmentierung der menschlichen Haut schützt die tiefer liegenden
Hautbereiche vor zu starker Bestrahlung und somit vor Cchädigung. Die Pigmentierung
wirkt also wie ein "Sonnenschirm" für die Haut. Neben dieser medizinisch wichtigen
Funktion der Pigmentierung verleiht eine gebriunte Haut ein gesundes und attraktives
Aussehen, ein kosmetischer Effekt, der von vielen angestrebt wird.
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Bisher werden zwei verschiedene Arten der Pigmentierung der menschlichen
Haut unterschieden, die direkte Pigmetierung und die indirekte Pigmentierung.
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Die direkte Pigmentierung entsteht, ohne Latenzzeit, durch Strahlen,
deren Wellenlänge zwischen 300 nm und 440 nm liegt (siehe 2. Vorlage DIN 5031, Teil
10 vom 1.77 ), sie wird als oxydative Dunklung des präformierten Melanins (Hautfarbstoff)
gedeutet, das dann in Form von Pigmentkörnchen (Melanosomen) von den pigmentbildenden
Zellen ( Melanozyten ) an die diese umgebenden Hautzellen (Keratinozyten) weitergegeben
wird. Dort werden sie dann um den Zellkern (Nucleus ) herum angeordnet. Sie verblaßt
unmittelbar nach Ende der Bestrahlung, um dann spätestens innerhalb von 24 Stunden
gänzlich zu verschwinden. Die direkte Pigmentierung dunkelt und ordnet somit die
in der Haut bereits vorhandenen Pigmentelemente.
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Deshalb wird auch der direkten Pigmentierung nur eine geringe Bedeutung
als natürlichem Lichtschutz der Haut zugewiesen.
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Die indirekte Pigmentierung erfolgt, nach meist vorhergehendem "Sonnenbrand"
(Erythem) mit einer Latenzzeit von mehreren Stunden bis mehreren Tagen. Ihren Höchstwert
erreicht sie meist erst einige Tage nach der Bestrahlung. Hervorgerufen wird die
indirekte Pigmentierung durch erythemwirksame Strahlen, deren Wellenlängen kürzer
als 320 nm sind (siehe 2. Vorlage DIN 5031 Teil 10 vom 1.77 ). Ihr Entstehen wird
so gedeutet, daß
in den, in der Basalschicht der Oberhaut (Epidermis)
eingelagerten, Melanozyten neue Melaninstrukturen gebildet werden.
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Diese melanogenetische Reaktion ist eine komplizierte, teilweise über
znvme, in mehreren Stufen verlaufende Biosynthese. Die indirekte Pigmentierung bildet
somit in der Haut neue Pigmentelemente.
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Dieser dauerhaften indirekten Pigmentierung wird die entscheidende
Bedeutung für den natürlichen Lichtschutz der Haut zugemessen, nur sie führt zu
einem langwirkenden Bräunungseffekt.
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Nach übereinstimmender Meinung der Fachwelt sind jedoch die erythemerzeugenden
(erythemwirksamen ) Strahlen auch als Ursache rür Hautkrebs (z. 8. Basaliome ) und
beschleunigter Hautalterung (Elastose ) anzusehen. Außerdem erzeugen sie im ungeschützten
Auge eindehautentzüidung (Konjunktivitis) und Homhautentzündung (Photokeratitis).
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Die bisherigen Bräunungsverfahren mit künstlichen Ctrahlenquellen
arbeiten entweder nach dem Prinzip der direkten Pigmentierung, mit Strahlen, die
langwelliger als 320 nm sind, oder nach dem der indirekten Pigmentierung mit erythemerzeugenden
Strahlen die kurzwelliger als 320 nm sind.
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So emittieren z. 8. vorzugsweise mit Ouecksilber-Hochdruckbrennern
betriebene Heimsonnen und herkömmliche Solarien im wesentlichen UV-B-Strahlen (280
- 315 nm ) um, je nach Dosis -meist über ein Erythem - die indirekte Pigmentierung
zu erzeugen.
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Neuere Bräunungsverfahren nach denen z.B. die "UV-A-Solarien' und
die "Sonnenbänke", mit Leuchtstofflampen arbeiten, erzeugen mit den von Ihnen emittierten
Strahlen über 320 nm die direkte Pigmentierung.
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Außerdem sind Bestrahlungsverfahren bekannt bei denen sowohl die herkömmliche
indirekte, als auch die direkte Pigmentierung gemeinsam hervorgerufen werden. So
wird dabei mit UV-8 (kurzwelliger als 320 nm ) sensibilisiert", also die Bildung
neuer Melaninstrukturen angeregt und dann mit UV-A (langwelliger als 320 nm) "nachgebräunt"
- die vorhandenen Melaninvorstufen also gedunkelt.
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All diese Verfahren haben folgende Nachteile: Bei Verwendung von UV-B
können bet überdosierung Hautschäden entstehen, deshalb sollten derartige Bräunungsverfahren
nur unter Kontrolle von meist teuren, medizinisch ausgebildeten Fachleuten durchgeführt
werden.
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Außerdem treten, neben den Hautschädigungen, auch bei Normaldosierung
unangenehme Nebenwirkungen auf, wie starkes Spannen der Haut, unnatürliche Hautrötung
und unästhetisch wirkende Hautschuppung. Bei dieser Art der Bestrahlung müssen auch
die Augen durch Brillen geschützt werden, so daß dt. Augenbereiche nicht pigmentteren,
was zu einem unerwünschten "eutenhaften" Aussehen führt.
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Bei Verwendung der bisher üblichen UV-A-Strahl enouellen z. 8. Leuchtstofflampen,
müssen sehr lange Bestrahlungszeiten in Kauf genommen werden, um den Effekt der
Direktbräunung zu erzielen. Da die Schwellenzeit (das ist die Zeitspanne, die notwendig
ist um gegenüber einem unbestrahlten Hautbereich, eine gerade erkennbare Pigmentierung
herbeizuführen) ca. 30 Minuten beträgt, sind Bestrahlungszeiten von mehreren Stunden
erforderlich um eine deutliche Direktbräunung zu erreichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugre ein Bestrahlungsverfahren zu
schaffen, das es ermöglicht imerhalb kurzer Bestrahlungszeiten neben der direkten
Pigmentierung auch eine indirekte Pigmentierung -ohne etythemwtrksame Strahlen -
zu erzeugen, so daß Haut- und Augenschäden, tonne zusätzliche Schutzmaßnahmen, vermieden
werden, Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die pigmentierungswirksamen
Strahlen (deren Wellenlänge größer als 320 nm ist), mit höheren Bestrahlungsstärken
als sie die natürliche Globalstrahlung enthält, auf die zu bräunenden Hautpartien
einwirken.
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Um die Hautverträglichkeit, die z. T0 großen individuellen Streuungen
unterworfen sein kam, zu testen, ist es zweckmäßig, daß der eigentlochen Bestrahlung
eine P robebestrahlung vorangeht, Eingehende dermatologische Untersuchungen haben
gezeigt, daß ein geringer Prozentsatz der weißhlutigen Menschen, sowohl in seinem
Pigmentierungsverhalten als auch bei der Erythembildung, vom Normalverhalten abweicht.
Ein Teil ist nicht in der Lage normal zu
pigmentieren-ein anderer
Teil reagiert auch bei Bestrahlung, die langwelliger als 320 nm ist (dies ist der
nicht erythemwirksame Bereich) mit der Bildung von Erythemen.Um diese Personengruppen,
die für die Bestrahlung nach diesem Bestrahlungsverfahren nur meist mit ärztlicher
Hilfe erfolgreich zu behandeln sind, frühzeitig zu erkennen, soll diese Probebestrahlung
an einer möglichst unauffälligen, nicht zu stark pigmentierten, jedoch leicht zugänglichen
Stelle erfolgen. Sie soll vorzugsweise durch Bestrahlung der Unterarmbeuge (Innenseite
des Unterarms) erfolgen.
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Würde der gesamte Unterarm ggf. mit der Handinnenfläche auf seiner
Innenseite bestrahlt, so könnte bei normaler Hautreaktion ein doch relativ großflächiger
Schaden z.B. in Form eines Erythems entstehen. Deshalb ist es zweckmäßig nur kleinere
Hautpartien für die Probebestrehlung herenzuziehen.
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Es erscheint als zweckmäßig z.B. den Unterarm mit einer Manschette
oder einem Handschuh abzudecken. Diese Abdeckungen, sie können selbstverständlich
auch in jeder beliebig andern Form gestaltet sein, sind mit Öffnungen versehen,
die vorzugsweise nach gewissen Zeitintervallen der Reihe nach geöffnet oder geschlossen
werden können. Die Abdeckung muß möglichst aus weißem, gut reflektierenden Material
bestehen, damit sie sich unter der Bestrahlung nicht zu stark aufheizt (Vermeidung
von Wärmeerythem). Ihr Material darf weder ultraviolette Strehlen noch sichtbares
Licht durchlassen.
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Um die Bestrahlungsfläche für die Probebestrahlung klein zu halten,
erscheint es als nicht sinnvoll zur Bildung von Kont rastfeldern lichtdichte Abdeckungen
z.B. selbstklebende Streifen oder Markierungen, auf der Haut aufzubringen.
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Oftmals ist es schwierig die nach der Bestrahlung aufgetretend.
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Pigmentierung objectiv zu beurteilen. Deshalb soll vor allem im Rahmen
der Probebestrahlung ein Vergleich zwischen der unbestrahlten und der bestrahlten
Haut vorgenommen werden können.
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Mit Hilfe der relativ kompliziert aufgebauten und teueren Reflexionsmeßgeräte
kann die Pigmentierung z.B. als Unterechied des Reflexionsgrades der unbestrahlten
und der bestrahlten Haut, bestimmt werden. Eine einfachere Lösung ist es, diese
mit Hilfe einer Farbskala zu bewerten, auf der verschidene, den entsprechenden Hautfarbtönen
nachgebildete Farbfelder angebracht
sind. Mit Hilfe dieser Farbfelder,
die vorzugsweise mit Öffnungen versehen sind, um den Farbvergleich mit der Haut
genauer durchzuführen, läßt sich dann die Pigmentierung auf einfache Art und Weise
weitgehend objektiv bewerten.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen vor allem darin,
daß bereits nach kurzen Bestrahlungen eine dauerhafte und farbschöne Pigmentierung
- ohne Erythem - und somit auch ohne Hautschädigungen erfolgt, daß kein Fachpersonal
für die Bestrahlungen notwendig ist und daß außerdem Hautunreinheiten, Pickel und
Akne ohne Verwendung von Medikamenten sich schenell und schmerzlos beseitigen lassen.
Bei entsprechender Ausformung des Bestrahlungsgerätes läßt sich sowohl die Hitzebelastung
als auch die Blendung, durch Ausfilterung der nicht bräunungswirksamen Strahlen,
in mehrere Stunden lang angenehm zu ertragende zurückführen. Durch Vermeiden von
Strahlungen die kurzwelliger als 320 nm sind, kann die Bestrahlung ohne Augenschutz
erfolgen, so daß während der Bestrahlung z.B. gelessen werden kann und außerdem
das eulenhafte Aussehen durch Abschattungen im Augenbereich vermieden wird. Ein
weiterer Vorteil liegt darin, daß Bestrahlungsverfahren in Räumen durchgeführt werden
kann, in denen Publikumsverkehr herrscht, da auch die an der Bestrahlung Unbeteiligten
durch die Bestrahlung nicht gefährdet oder belästigt werden.
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Ein Beispiel für dieses neue Bestrahlungsverfahren: Die von einem
mit Metallhalogeniden dotierte Quecksilberdampf-Hochdruckstrehler (2000 W) ausgesandte
Strahlung, wird so gefiltert, daß praktisch nur der Spektralbereich zwischen 320
nm und 440 nm auf die etwa 20 cm vom Bestrahlungsgerät entfernte Hautfläche auftrifft.
Die Bestrahlungsstärke im UV-A Bereich (315 nm bis 400 nm) beträgt 480 W*m-2 (Globalstrahlung:
65 W*m-2), die Bestrahlungsstärke im Bereich von 315 nm bis 440 nm beträgt 470 W*m-2
(Globalstrahlung: 125 W*m-2). Als gesamte Bestrahlungsstärke, die das Ultraviolette,
das sichtbare Licht und das infrarote einschließt, wurden nicht ganz 500 W*m-2 gemessen
(Globalstrahlung:1120 W*m-2).
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Die in Klammern angegebenen Vergleichswerte "Globalstrahlung" beziehen
sich auf die in der Publikation CIE nr. 20-1972 ausgewiesenen Werte bei 90° Sonnenstand,
wolkenlosem Himmel und klarer Atmosphäre. Die Globalstrahlung setzt sich aus der
Himmelsstrahlung und der Sonnenstrahlung zusammen.
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Figur 1 zeigt die schematische Darstellung eines zur Probebestrahlung
verwendeten Handschuhs.
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Figur 2 zeigt die schematische Darstellung einer Farbskala zur Bewertung
der Pigmentierung.
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Figur 1 zeigt den Handschuh 1 mit den Klappen 2, mit denen die Öffnungen
3 verschlossen werden können. Die geschlossene Öffnung 4 tst mit der umgeklappten
Klappe 2 abgedeckt.
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Figur 2 zeigt die Farbskala 5, die vorzugsweise aus einem elastischen
Material besteht, mit den darauf vorzugsweise aufgedruckten Farbfeldern 6. Imertalb
jedes Farbfeldes beendet sich eine Öffnung 7.
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Den zu bestrahlenden Personen wurde ein weißer UV- und lichtdichter,
bis Ober den Ettbogen reichender Handschuh 1 angezogen, der auf der Innenseite des
Unterarms mehrere mit Klappen 2 verschließbare Öffnungen 3 aufwies.
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Die Bestrahlung begann mit geöffneten Klappen 2. Nach Ablauf bestimter
Zeitintervalle wurde dann eine Klappe 3 nach der andern geschlossen, Auf diese Art
und Weise wurden folgende Ergebnisse ermittelt: Schwellenzeit für direckte Pigmentierung
6 Minuten (Globalstrahlung: 30 Minuten). Die Schwellenzeit für das Erythem (Globalstrahlung:
10 Minuten ) konnte experimentell nicht gefunden werden, da selbst nach mehrstündigen
Bestrahlungen kein Erythem feststellbar war.
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Vor Beginn der Meßreihe wurde der Hautreflexionsgrad(Leerwert) mit
38,4 % als Mittelwert der Versuchspersonen gemessen.
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Nach einer einmaligen Bestrahlung von 16 Minuten zeigte sich sofort
nach Bestrahlungsende eine sehr deutliche direkte Pigmentierung.
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die dann innerhalb eines Tages weitgehend abgeklungen war.
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In regelmäßigen Abständen nach Bestrahlungsende wurde dann der Hautreflexionsgrad
als Maß für die Pigmentierung bestimmt.
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Nach 24 Studen: Hautreflexionsgrad 35,1 %, Reflexionsgradabnahme gegenüber
dem Leerwert 3,3 %.
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Nach 48 Studen: Hautreflexionsgrad 34,1 %, Reflexionsgradabnahme gegenüber
dem Leerwert 4,3 %.
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Nach 72 Studen: Hautreflexionsgrad 32,9 %, Reflexionsgradabnahme gegelber
dem Leerwert 5,6 %.
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Nach 96 Studen: Hautreflexionsgrad 37,3 %, Reflexionsgradabnahme gegenüber
dem Leerwert 1,1 r.
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Nach einem Tag war somit eine Reflexionsgradabnahme von über 3 % (Differenz
zwischen Leerwert und Reflexionsgrad nach 24 Std.) nachweisbar. Diese Abnahme stieg
3 Tagen einen Wert von 5,5 %. Dies ist eine sehr deutliche Pigmentierung.
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Diese Pigmentierungscharakteristik entspricht in ihrem Verhalten der
indirekten Pigmentierung, wie sie bisher nur mit erythemwirksamen Strahlen erzeugt
werden konnte.
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Um aufwendige Amfgeräte zu vermeiden kann der Pigmentierungsgrad auch
über eine Farbskala abgelesen werden.
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Als Anwendungsgebiet für dieses Bestrahlungsverfahren kommen sowohl
gewerbliche als auch private, medizinische und kosmetische Bereiche in betracht.
So kann dieses Bestrahlungsverfahren nicht nur im privaten Bereich z.B. zu hause
angewendet werden, sondern auch gewerblich z.B. in Frisier- und Kosmetiksalons,
Saunen, Eädern, Freizeit- und Sportstätten, Schhönheitsfarmen, Hotels, Kurbetrieben,
Ärztpraxen und Kliniken.